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铺层结构三维等效弹性常数研究

中国机械工程 2015年第21期26卷 2958-2962页

作者：张青雷唐玉良上海理工大学上海200093 上海电气集团股份有限公司上海200070

从铺层结构的三维宏观弹性特性出发,利用三维层压结构理论,获得了复合层板的三维弹性常数的等效公式。以MATLAB为平台,编写模块化程序,将层压结构理论运用于某大型回转机械平行铺层和环状铺层结构的三维弹性常数等效中,输入每个单层结... 详细信息

从铺层结构的三维宏观弹性特性出发,利用三维层压结构理论,获得了复合层板的三维弹性常数的等效公式。以MATLAB为平台,编写模块化程序,将层压结构理论运用于某大型回转机械平行铺层和环状铺层结构的三维弹性常数等效中,输入每个单层结构的弹性参数,该程序可自动生成部件等效刚度矩阵、柔度矩阵和等效弹性常数;结合APDL参数化语言建立有限元模型,对等效前后的结构进行模态分析比较。结果表明,等效前后部件前三阶固有频率的变化率都小于5%,说明该方法对此类复合铺层结构的三维弹性常数等效是可行的。

关键词：铺层结构三维等效弹性常数有限元模态分析

弹塑性接触冲击永久变形与滑移长度的解析求解

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中国机械工程 2024年第8期35卷 1381-1389,1396页

作者：王尧管恩广张青雷上海海事大学物流工程学院上海201306 上海海事大学中国(上海)自贸区供应链研究院上海201306

在机械系统的设计与应用中,多体表面之间的弹塑性接触冲击现象是一个重要的力学问题,蕴含复杂的物理力学特性,对接触力等关键参数的解析与表征还存在许多争议与谜团。针对弹塑性倾斜接触冲击事件,根据Brake压陷模型建立瞬时接触力和接... 详细信息

在机械系统的设计与应用中,多体表面之间的弹塑性接触冲击现象是一个重要的力学问题,蕴含复杂的物理力学特性,对接触力等关键参数的解析与表征还存在许多争议与谜团。针对弹塑性倾斜接触冲击事件,根据Brake压陷模型建立瞬时接触力和接触变形的计算式,用接触变形系统地探讨与描述弹塑性接触冲击过程;基于广义动量定理,对冲击持时、永久变形和滑移长度的内在关系进行解析,分别得到以积分形式表示的永久变形和滑移长度表达式,再结合已发表文献中冲击对象在接触冲击前后的运动试验数据进行解析求解;测量接触冲击后被冲击对象的变形区域并进行对比分析。试验与数值结果表明:采用广义动量定理所建立的方法求解永久变形和滑移长度,其计算结果与试验值吻合较好,与采用Brake压陷模型直接积分数学方程相比,该方法计算结果更准确。

关键词：弹塑性倾斜冲击冲击持时永久变形滑移长度

基于DMPSO算法的大型船舶动力部件生产车间布局优化

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中国机械工程 2020年第3期31卷 344-351页

作者：张青雷张帆段建国上海海事大学中国(上海)自贸区供应链研究院上海201306 上海海事大学物流工程学院上海201306

大型船舶动力部件必须具有良好的内部组织和极高的尺寸精度要求,合理的车间布局能有效改善工艺,降低设备间的物料搬运成本。以降低车间物料搬运成本为目标,采用二维向量表征设备的空间位置,建立相应的布局数学模型,并用一种新模式粒子... 详细信息

大型船舶动力部件必须具有良好的内部组织和极高的尺寸精度要求,合理的车间布局能有效改善工艺,降低设备间的物料搬运成本。以降低车间物料搬运成本为目标,采用二维向量表征设备的空间位置,建立相应的布局数学模型,并用一种新模式粒子群优化算法对模型进行求解。该算法根据粒子的分布情况和算法所处的迭代阶段来动态改变惯性因子大小,并对每个粒子的飞行情况进行调整,从而提高了粒子搜索到全局最优解的可能性。通过对比三组加速因子方案选取最优结果来提高算法的寻优质量。最后给出了船用曲轴车间布局算例,结合车间实际情况得到了优化后的布局,并对优化后的车间布局进行三维可视化建模。结果表明,该算法有较强的寻优能力,能有效减少物料搬运费用,在实际车间布局中切实可行。

关键词：车间布局粒子群优化算法船舶动力部件全局最优解 DMPSO算法

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MW级风力发电机组联合仿真运动分析

太阳能学报 2010年第1期31卷 79-85页

作者：张锁怀王开专张青雷上海应用技术学院机械与自动化工程学院上海200235 上海电气集团股份有限公司中央研究院上海200023

根据在Adams系统中建立的MW级风力发电机组的机械模型和Adams与Matlab之间的接口,在Matlab环境中建立了偏航运动、转子运转和变桨运动的控制方法。根据给定机组的参数,研究了机组偏航运动、转子运转和变桨运动在启动阶段的特性。研究发... 详细信息

根据在Adams系统中建立的MW级风力发电机组的机械模型和Adams与Matlab之间的接口,在Matlab环境中建立了偏航运动、转子运转和变桨运动的控制方法。根据给定机组的参数,研究了机组偏航运动、转子运转和变桨运动在启动阶段的特性。研究发现:在启动过程中,由于变桨运动、偏航运动和发电机转子旋转同时存在,将产生陀螺效应和惯性力,并施加在运动副上;即使对发电机施加冲击和干扰,控制模型都能够保证风力发电机组稳定运行;由于牵连运动、相对运动和惯性力的影响,转子角速度、偏航运动和变桨运动均不可能做到匀加速或匀减速运动。

关键词： MW级风力发电机联合仿真运动特性控制模型

面向绿色制造的半组合式船用曲轴结构件生产车间多目标调度优化

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计算机集成制造系统 2021年第6期27卷 1714-1727页

作者：段建国李豪晨张青雷上海海事大学中国(上海)自贸区供应链研究院上海201306 上海海事大学物流工程学院上海201306

针对半组合式船用曲轴结构件规格多、批量小、体积质量大、加工精度高、生产能耗大、交货期要求严等特点,以最大完工时间最小、机器加工能耗最小、桥式起重机运输能耗最小为优化目标,研究了该类型曲轴结构件生产车间的绿色调度优化方法... 详细信息

针对半组合式船用曲轴结构件规格多、批量小、体积质量大、加工精度高、生产能耗大、交货期要求严等特点,以最大完工时间最小、机器加工能耗最小、桥式起重机运输能耗最小为优化目标,研究了该类型曲轴结构件生产车间的绿色调度优化方法。将结构件制造过程细化为准备、装夹、加工、卸夹4个工艺流程,建立了集成桥式起重运输设备与机器加工设备的双资源约束、多目标优化调度数学模型;基于快速非支配排序遗传算法,提出了融合运输信息与机器信息的五段式编码,通过在算法流程中融入两种启发式选择策略对每次迭代结果进行二次优化,从而改进整个制造流程;最后,将所提模型与算法应用于上海某船用曲轴公司结构件生产车间,并与不考虑运输状态的单资源机器约束数学模型优化结果进行了对比分析,验证了所提模型与算法的有效性。

关键词：半组合式船用曲轴绿色制造柔性作业车间调度多资源约束多目标优化

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同心旋转圆柱间弱弹性流的非线性稳定性分析

摩擦学学报 2000年第6期20卷 465-468页

作者：王海林张青雷朱均西安交通大学润滑理论与轴承研究所陕西西安710049

基于同心旋转圆柱间 Oldroyd- B型流体的六维动力系统 ,探讨了小间隙大扰动条件下高分子添加剂对滑动轴承间油膜非线性稳定性的影响 .结果表明 ,弱弹性流体的失稳结构与牛顿流体相似 ,随着转速的增加 ,流体以同宿轨道分岔失稳 ,与牛顿... 详细信息

基于同心旋转圆柱间 Oldroyd- B型流体的六维动力系统 ,探讨了小间隙大扰动条件下高分子添加剂对滑动轴承间油膜非线性稳定性的影响 .结果表明 ,弱弹性流体的失稳结构与牛顿流体相似 ,随着转速的增加 ,流体以同宿轨道分岔失稳 ,与牛顿流体相比。

关键词：稳定性数值分析湍流减阻非线性润滑剂

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分布式拉杆转子轴向预紧力的确定

热能动力工程 2014年第5期29卷 477-482,591-592页

作者：张青雷陈堰芳程义悦上海理工大学机械工程学院上海200093

研究了分布式拉杆转子在考虑轮盘间接触效应时轴向预紧力的确定方法。分析了拉杆转子在不同工况下的转子最大等效应力,轮盘结合面最大、最小法向接触应力及转子弯曲刚度随拉杆预紧量变化的规律。结果表明:随着转子轴向预紧力的增加,转... 详细信息

研究了分布式拉杆转子在考虑轮盘间接触效应时轴向预紧力的确定方法。分析了拉杆转子在不同工况下的转子最大等效应力,轮盘结合面最大、最小法向接触应力及转子弯曲刚度随拉杆预紧量变化的规律。结果表明:随着转子轴向预紧力的增加,转子能够传递更大的载荷,其弯曲刚度、固有频率与连续体的偏差更小,但转子的最大等效应力显著增加,材料的强度裕度显著降低。根据得到的拉杆转子最大等效应力结果、接触面法向应力分布、转子弯曲刚度结果及转子自由模态频率结果,确定了转子合适的轴向预紧力。当转子承受100 k N的切向载荷时,转子合适的预紧量范围为拉杆总长的7/10000—13/10000。

关键词：拉杆转子轴向预紧力弯曲刚度有限元分析

新型汽轮发电机定子端部固定结构动力学特性研究及计算工具开发

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中国电机工程学报 2018年第15期38卷 4555-4565页

作者：张青雷段建国周莹张燕上海海事大学中国(上海)自贸区供应链研究院上海市浦东新区201306 上海电气电站设备有限公司发电机厂上海市闵行区200204

汽轮发电机定子端部振动问题是制约发电机组长期稳定运转的主要原因,振动导致的线棒绝缘磨损甚至会导致非常严重的短路事故。该文针对300MW 60Hz新型汽轮发电机对其定子绕组端部固定结构动力学特性有限元建模方法进行研究。通过分析线... 详细信息

汽轮发电机定子端部振动问题是制约发电机组长期稳定运转的主要原因,振动导致的线棒绝缘磨损甚至会导致非常严重的短路事故。该文针对300MW 60Hz新型汽轮发电机对其定子绕组端部固定结构动力学特性有限元建模方法进行研究。通过分析线棒、压板、支架、弹簧板、铁心等结构及其相互间连接方式特点,研究适用于不同类型结构部件的有限元建模方法和异构单元之间的融合方式,综合利用梁单元、壳单元和实体单元建立高精度的模态计算模型,分析300MW汽轮发电机定子绕组端部结构的动力特性;通过不同温度下的模态试验,验证建模方法的可行性和模型的有效性;在此基础上开发出具有自主知识产权的不基于坐标参数的定子线圈有限元自动建模程序,以及具有工程实用价值的图形化定子端部模态计算工具;研究结果表明该文所建模型具有较少的计算规模和较高的计算精度,可为后续产品的优化设计以及未来新产品的开发提供具有工程实用价值的数据和工具支撑。

关键词：汽轮发电机定子端部固定结构有限元模型模态分析模态试验

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燃气轮机拉杆转子的轮盘结合面接触模型研究

热能动力工程 2014年第5期29卷 492-497,592-593页

作者：张青雷陈堰芳赵佰余上海理工大学机械工程学院上海200093

为建立更加准确的燃气轮机拉杆转子的有限元模型,对拉杆转子轮盘结合面接触的力学模型进行研究。采用弹簧单元来模拟轮盘结合面的接触,基于结合面改进接触模型,获取结合面法向接触刚度-预紧力关系拟合曲线:随着结合面法向载荷的增大,其... 详细信息

为建立更加准确的燃气轮机拉杆转子的有限元模型,对拉杆转子轮盘结合面接触的力学模型进行研究。采用弹簧单元来模拟轮盘结合面的接触,基于结合面改进接触模型,获取结合面法向接触刚度-预紧力关系拟合曲线:随着结合面法向载荷的增大,其接触刚度也在逐渐变大,但是法向载荷超过一定值后,继续增大,接触刚度的增长趋势放缓。根据拟合曲线,得到设计预紧力下对应的接触刚度值,建立了考虑轮盘接触效应的某型燃气轮机拉杆转子有限元模型。结合传统有限元模型,比较临界转速计算结果:两种模型的前2阶临界转速基本相当,相对误差都小于1%;两者的第3阶临界转速相对误差相对较大,为1.66%;改进的有限元模型更真实的反映了某型燃气轮机拉杆转子的轮盘接触状态。

关键词：接触模型弹簧单元拉杆转子结合面刚度临界转速